筆者有幸參與了美國愛荷華州某個電力公司的數(shù)據(jù)中心試點項目，項目的內(nèi)容是給多個不同大小的數(shù)據(jù)中心做節(jié)能減排，從前期溝通，到中期實地節(jié)能評估，數(shù)據(jù)測量，交付報告，到后期指導(dǎo)安裝，驗證節(jié)能量。項目目標(biāo)是針對數(shù)據(jù)中心，兩年節(jié)約4百萬千瓦時電力。作為首席工程師，愿意分享一些經(jīng)驗來給國內(nèi)外的朋友們。

開篇的三個問題

問題一：什么是數(shù)據(jù)中心？

簡單來講，數(shù)據(jù)中心就是一個容納服務(wù)器的屋子，俗稱機房。如果一個屋子里面有數(shù)萬個服務(wù)器，那么它就是一個大型數(shù)據(jù)中心；如果只有幾千個服務(wù)器，那么它可能是一個中型數(shù)據(jù)中心。當(dāng)然，廣義上講，移動通信基站，數(shù)據(jù)交換中心等都可以稱作數(shù)據(jù)中心。

問題二：為什么數(shù)據(jù)中心那么火？

我想舉幾個生活中的例子來闡述這個問題。

1、大家可能已經(jīng)感覺到谷歌和百度已經(jīng)深深滲入到我們的生活，搜索引擎給我們帶來了知識系統(tǒng)的革命和生活方式的轉(zhuǎn)變。我們并不用下載谷歌或百度搜索軟件，而是直接在網(wǎng)頁上操作。本質(zhì)上講，搜索引擎就是云計算的起源，我們每做一次搜索，云端（美國某個州的某個大型數(shù)據(jù)中心）就在做著高速計算來反饋你想得到答案。我們能離開搜索嗎？

2、大家可能已經(jīng)沉迷于瑯琊榜或者紙牌屋的劇情無法自拔，但其實每當(dāng)我們打開YouTube或者優(yōu)酷訪問視頻和音樂打發(fā)周五晚上的美好時光時，我們就是在訪問某個大型的數(shù)據(jù)中心。那里存有所有的瑯琊榜和甄嬛傳。云計算的發(fā)展讓我們不用下載電影，轉(zhuǎn)而直接在線訪問，這需要的便是后臺數(shù)據(jù)中心的支持。我們能離開視頻網(wǎng)站嗎？

3、大家有沒有發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在游戲都已經(jīng)不用下載了，取而代之的是各種異?；鸨木W(wǎng)頁游戲。任何的在線游戲都是基于后臺的數(shù)據(jù)中心的計算和存儲服務(wù)的。通過把服務(wù)移到云端，我們釋放了個人電腦的空間，也簡化的個人終端的要求。我們能離開游戲嗎？（覺得有點困難@_@）

4、中國的雙十一，美國的黑色星期五，在大家瘋狂買買買的同時，要知道，無數(shù)的服務(wù)器在支撐著阿里巴巴和亞馬遜等電商的營銷體系。數(shù)以萬計的服務(wù)器時時刻刻在幫我們做著篩選，推薦，結(jié)算等等，而這些服務(wù)器就是位于某個大型的數(shù)據(jù)中心里面。我們能離開網(wǎng)購嗎？

5、當(dāng)今醫(yī)院的信息化發(fā)展的非常迅速，病人的資料都被完整的保存在數(shù)據(jù)庫之中，通過記錄之前的患者疾病信息，醫(yī)生可以對新發(fā)生的病因作出更好的診斷。金融系統(tǒng)的信息化水平更是前所未有的高，所有的賬戶信息，交易信息等等都被存在數(shù)據(jù)庫中，以低于毫秒的速度進(jìn)行提取和計算。而這一切，都發(fā)生在醫(yī)院或者銀行的數(shù)據(jù)中心中。我們能離開醫(yī)院和銀行嗎？

總結(jié)來講，個人認(rèn)為，如果把算法比作互聯(lián)網(wǎng)的靈魂，應(yīng)用比作互聯(lián)網(wǎng)的血液，那么數(shù)據(jù)中心便是互聯(lián)網(wǎng)的軀殼，它是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施。互聯(lián)網(wǎng)有多火，數(shù)據(jù)中心就有多火。在這個"大數(shù)據(jù)""云計算"成為互聯(lián)網(wǎng)精英們茶余飯后的談資的年代，要知道，是數(shù)據(jù)中心支撐了這一切。

問題三：數(shù)據(jù)中心和節(jié)能有啥關(guān)系？

想想我們在運行大型軟件的時候滾燙的筆記本電腦就能明白。一方面，服務(wù)器本身會耗大量的電，另一方面，額外的制冷設(shè)備要幫助散去服務(wù)器運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量。這兩方面疊加起來，直接導(dǎo)致一個大型數(shù)據(jù)中心的耗電量可以與一個小型城市的全部工業(yè)耗電相當(dāng)。高額的需求側(cè)，高額的耗電量，高度的安全性需求以及有限的空間給數(shù)據(jù)中心的發(fā)展賦予了大量的機遇與挑戰(zhàn)。這也是為什么小編對此熱血沸騰的一個原因。

想象中數(shù)據(jù)中心是這個樣子：

現(xiàn)實中的數(shù)據(jù)中心是這個樣子：理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。

想象中數(shù)據(jù)中心的節(jié)能手段：
Facebook數(shù)據(jù)中心的99%免費蒸發(fā)式冷卻系統(tǒng)。PUE低于1.01
谷歌芬蘭數(shù)據(jù)中心海水冷卻系統(tǒng)
谷歌數(shù)據(jù)中心光伏風(fēng)能可再生能源供電系統(tǒng)
有自行冷卻功能的機架，分布式冷卻

現(xiàn)實中的數(shù)據(jù)中心節(jié)能手段：
（1）調(diào)高機房溫度
（2）加寬機房要求的的濕度范圍
（3）安裝帶有免費冷卻功能的機房空調(diào)
（4）非間斷電源節(jié)能模式軟件升級
（5）空氣側(cè)自然冷卻器
（6）冷熱通道的隔絕
（7）變頻風(fēng)扇或者EC電機
（8）冷水機組運行工況優(yōu)化
（9）水泵變頻器改造
（10）數(shù)據(jù)中心余熱回收
…

PUE 作為數(shù)據(jù)中心能耗衡量指標(biāo)，是一個非常重要的概念。PUE等于數(shù)據(jù)中心總電耗除以數(shù)據(jù)中心IT電耗。如果PUE為2，這代表如果數(shù)據(jù)中心有1W的服務(wù)器，我們需要額外1W的制冷，照明及其他相關(guān)設(shè)備去支持那1W的服務(wù)器。世界最低PUE為1.08，是Facebook的數(shù)據(jù)中心。那意味著他們只用0.08W的額外電耗就可以支持1W的服務(wù)器。美國環(huán)保署公布的美國平均數(shù)據(jù)中心PUE是1.8到2.0.中國數(shù)據(jù)中心的平均PUE可能會稍高一些。小編列出了八個不同大小數(shù)據(jù)中心的當(dāng)前PUE和改造后預(yù)計PUE供大家參考。如下圖所示，美國這八個真實數(shù)據(jù)中心的平均PUE確實在2.1，和美國環(huán)保署的數(shù)據(jù)接近。通過節(jié)能改造，PUE可以降低到1.43.其實這就是數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)實，小編認(rèn)同推廣超低能耗數(shù)據(jù)中心（PUE低于1.2，微軟，谷歌，亞馬遜數(shù)據(jù)中心）的價值，但是小編并不認(rèn)為這適用于中國的絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心。如果把PUE做到低于1.2，需要大量的錢，二這些錢是大多數(shù)企業(yè)都很難承擔(dān)的。一個更為有有效的方式可能是使用一些低價，立竿見影的手段幫助數(shù)據(jù)中心業(yè)主把PUE降低到1.5左右。如果之前PUE是2的話，這意味著25%的電費降低，對業(yè)主會產(chǎn)生足夠的吸引力。

今天先寫到這里，具體的節(jié)能技術(shù)之后會在詳細(xì)講。希望能和致力于中國節(jié)能減排的同伴們一起奮斗，一起努力。

（作者：CLEAResult美國中西部地區(qū)首席數(shù)據(jù)中心工程師 梁家啟）